KIM, KYEONGSUK;CHOI, TAEHO;NA, MAN GYUN;JUNG, HYUNCHUL
Nuclear Engineering and Technology
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제47권1호
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pp.115-125
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2015
Background: Residual stress always exists on any kind of welded area. This residual stress can cause the welded material to crack or fracture. For many years, the hole-drilling method has been widely used for measuring residual stress. However, this method is destructive. Nowadays, electronic speckle pattern interferometry (ESPI) can be used to measure residual stress with or without the hole-drilling method. ESPI is an optical nondestructive testing methods that use the speckle effect. Mechanical properties can be measured by calculation of the phase difference by the variation of temperature, pressure, or loading force. Methods: In this paper, the residual stress on the butt-welded area is measured by using ESPI with a suggested numerical calculation. Two types of specimens are prepared. Type I is made of pure base metal part and type II has a welded part at the center. These specimens are tensile tested with a material test system. At the same time, the ESPI system was applied to this test. Results: From the results of ESPI, the elastic modulus and the residual stress around the welded area can be calculated and estimated. Conclusion: With this result, it is confirmed that the residual stress on the welded area can be measured with high precision by ESPI.
Mechanical properties, including Young's modulus, residual stress and rupture strength, of a thermally evaporated gold film have been measured form a blister test. In a theoretical study, the priniple of minimum potential energy and that of virtual work have been applied to the pressurized circular membrane problem, and load-deflection relations have been derived for typical membrane deflection mode of spheroidal shape. In an experimental study, circular gold membranes of 4800 A-thickness and 3.5mm diameter were fabricated by the silicon electropolishing technique. Mecahnical properties of the thin gold films were deduced from the load-deflection curves obtained by the blister test, Young's moduli, obtianed from blister test, have been in the range of 45-70 GPa, while those of bulk gold have been in the range of 78-80 GPa. Residual stresses in the evaporated gold films have been measured as 28-110MPa in tension, The rupture strength of the gold film has turned out to be almost equal to that of dental gold alloy (310-380MPa). It has been demonstrated that the present specimen fabrication method and blister test apparatus have been effective for simultaneous measurement of Young's modulus, residual stress and repture strength of thin solid films. Especially, the electropolishing technique employed here has provided a simple and practical way to fabricate thin membranes in a circular or an arbitrary shape, which could not be obtained by the conventional anisotropic silicon mecromachining technique.
Monolithic AlN and AlN-W composites were fabricated by pressure-less sintering at 190$0^{\circ}C$ under nitrogen atmosphere and the influences of tungsten phase on the microstructure and mechanical properties were investi-gated. In the fabrication of sintered specimen no additive was used. And monolithic AlN showed substantial grain growth and low relative density. AlN-W composites were fully densified and grain growths of matrix were inhibited. The densification behavior of composites were inferred to be achieved through the liquid phase sintering process such as particle-rearrangement and solutino-reprecipitation. Also the oxid phases which is expected to form liquid phases duringsintering process were detected by XRD analysis. As the tungsten volume content increases fracture strength was decreased and fracture toughness was increased. It was suppo-sed that the strength decrease of composites with tungsten content was due to existence of interface phases. The subcritical crack growth behavior was observed from the stress-strain curve of composites. The effect of the secondary phase and interface phases on toughness in crease were studied through observation of crack propagation path and the influence of residual stress on crack propagation was investigated by X-ray residual stress measurement. In the result of residual stress measurement the compressive stress of matrix in composi-test was increased with tungsten volume content and the compressive stress distribution of matrix must have contributed to the inhibition of crack propagation.
This research is about the mechanical properties of knit pullover of Shaping and WholeGarment according to structured patterns and form of the armhole. For the study 12 samples are prepared under different conditions and through comparative analysis of each sample's armhole around armpit in basic properties, tensile strength & elongation and residual elongation after repeated extensions, the conclusion is as follows. As a result of comparing basic properties of structured pattern of Shaping and WholeGarment samples, in all structured patterns Shaping samples weighed more. According to the comparative analysis of tensile strength & elongation of Shaping and WholeGarment samples, Machi on both sides of WholeGarment samples showed the highest strength. By comparing outcome of residual elongation by structured pattern of Shaping and WholeGarment samples, both types were observed to have the residual elongation increase in the order of Plain
Composite effect between steel and recycled aggregate concrete (RAC) in steel reinforced-RAC (SRRAC) structures can effectively improve RAC's adverse mechanical properties due to the natural defects of recycled coarse aggregate (RCA). However, the performance of SRRAC after thermal exposure will have a great impact on the safety of the structure. In this paper, firstly, the mechanical properties of SRRAC structures after high temperatures exposure were tested, including 24 SRRAC columns and 32 SRRAC beams. Then, the change rules of beams and columns performance with the maximum temperature and replacement percentage were compared. Finally, the formulas to evaluate the residual bearing capacity of SRRAC beams and columns after exposure to high temperatures were established. The experimental results show that the maximum exposure temperature can be judged by the apparent phenomenon and mass loss ratio of RAC. After high temperatures exposure, the mechanical properties of SRRAC beams and columns change significantly, where the degradation of bearing capacity and stiffness is the most obvious. Moreover, it is found that the degradation degree of compression member is more serious than that of flexural member. The formulas of residual bearing capacity established by introducing influence coefficient of material strength agree well with the experimental results.
Vehicle components such as lower control arm are usually affected by heat during the welding process. As a result, residual stress is generated, which has much effect on mechanical performances such as crashworthiness and durability. In this study, the residual stress in lower control arm has been measured by the x-ray diffraction method and been analyzed by finite element methods. Heat transfer during seam weld process has been calculated and used in calculating thermal deformation with temperature dependent material properties. High residual stress has been found at vertical wall both by measurement and simulation. The simulation also showed the residual stress re-distribution when the component is subjected to cyclic loading condition.
Hardness test is performed for determination of the other properties, such as strength, wear resistance and deformation resistance, as well as hardness itself. And it is performed for prediction of residual lifetime by analysis of hardness reduction or hardness ratio. However, hardness test has limitation that observation of residual indent is needed for determination of hardness value, and that is the reason for not to be widely used in industrial field. Therefore, in this study, we performed researches to obtain Brinell hardness value from quantitative numerical formula by analysing relationship between indentation depths from indentation load-depth curve and mechanical properties such as work hardening exponent, yield strength and elastic modulus.
This study presents the experimental results performed to evaluate the effects of Polyvinyl-alcohol (PVA) and Polypropylene (PP) fibers on the fresh and residual mechanical properties of the hybrid fiber reinforced SCC before and after the exposure of 250℃, 500℃ and 750℃ temperatures. The compressive and splitting tensile strength, modulus of rupture (MOR), ultrasonic pulse velocity (UPV) as well as toughness and weight loss were investigated at different temperatures. PVA and PP fibers were added into SCC mixtures having only macro steel fiber and also having binary hybridization of both macro and micro steel fiber. The results showed that the use of micro steel fiber replaced by macro steel fiber improved the fresh and hardened properties compared to the use of only macro steel fiber. Moreover, it was emphasized that PVA or PP enhanced the residual flexural performance of SCC, generally, while it negatively influenced the workability, weight loss, UPV and the residual strengths with regards to the use of single steel fiber and binary steel fiber hybridization. Compared to the effect of synthetic fibers, PP had slightly more positive effect in the view of workability while PVA enhanced the residual mechanical properties more.
Major problems in welding Al-7020 include shrinkage, rpopositgy in welds and loss of strength in the heat affected zone. Thus it is important to examine the mechanical properties and reliability of welds. In this study, a series of experiments was carried out to determine the mechanical properties such as micro-hardness distribution, tensile strength, porosity and residual stress distribution of the Al-7020 weldment made by pulse-GMA welding. The resuts of the experiemnts are as folows. 1) The micro-hardness of weld metal and heat affected zone was lower than that of the base metal. 2) The tensile strength of the deposited metal was much lower than that of the base metal. 3) The porrosity in weld metal zone was negligible under the adopted conditsion of experiemnts. 4) The residual stress in the weld metal was lower than that of the heat affected zone, because the weld metal was softened. And the mciro-hardness distribution, the tensile strength and the residual stess distribution of the weldment in the as-welded condition were compared with those of the weldment after heat treatment.
Nanocrystalline zirconium nitride (ZrN) coatings were deposited by mid-frequency direct current sputtering (mfMS) with varying pulsed plasma parameters such as pulse frequency and duty cycle to understand the effect of pulsed plasma on the microstructure, residual stress and mechanical properties. The results show that, with the increasing pulse frequency and decreasing duty cycle, the coating morphology changed from a porous columnar to a dense structure, with finer grains. Mid-frequency magnetron sputtered ZrN coatings with pulse frequency of 30 kHz showed the highest both nanoindentation hardness of 16.3 GPa, and elastic modulus of 214.4 GPa. In addition, Effect of pulse frequency on a residual stress and average crystal grain sizes was also investigated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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